(57)【要約】      （修正有）【課題】流体中のウィルス等を効果的に不活化することができる紫外線照射モジュールを提供する。【解決手段】紫外線照射モジュールは、外側筒状体１０と、外側筒状体の内壁面との間に空間が形成されるように、外側筒状体の内部に収容された内側筒状体１１と、空間を流入空間２５と排出空間２６とに区画する区画部材１２と、流入空間に連通し、流入空間に流体を注入するための注入部１３と、排出空間に連通し、排出空間から流体を排出するための排出部１４と、内側筒状体の一端部に設けられ、複数の穿孔が形成された穿孔板１５と、穿孔板を介して内側筒状体の内部空間２４に連通するチャンバ１６と、内側筒状体の他端部に配置され、内部空間に紫外線光を照射する紫外線発光素子１７と、内側筒状体は、内部空間と排出空間とを連通する排出口２７を有し、チャンバは、流入空間に連通し、流入空間内の流体を所定方向に誘導する複数の誘導流路２８を有する。【選択図】図３Ａ
0003229501.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
外側筒状体と、
前記外側筒状体の内壁面との間に空間が形成されるように、前記外側筒状体の内部に収容された内側筒状体と、
前記空間を流入空間と排出空間とに区画する区画部材と、
前記流入空間に連通し、前記流入空間に流体を注入するための注入部と、
前記排出空間に連通し、前記排出空間から前記流体を排出するための排出部と、
前記内側筒状体の一端部に設けられ、複数の穿孔が形成された穿孔板と、
前記穿孔板を介して前記内側筒状体の内部空間に連通するチャンバと、
前記内側筒状体の他端部に配置され、前記内部空間に紫外線光を照射する紫外線発光素子と、
前記内側筒状体は、前記内部空間と前記排出空間とを連通する排出口を有し、
前記チャンバは、前記流入空間に連通し、前記流入空間内の前記流体を所定の方向に誘導する複数の誘導流路を有する、
紫外線照射モジュール。
【請求項２】
前記複数の誘導流路のそれぞれは、前記チャンバの底部の略中央部に向かって前記流体が吐出するように形成された吐出口を有する、
請求項１に記載の紫外線照射モジュール。
【請求項３】
前記複数の誘導流路のそれぞれは、その延伸方向が前記チャンバの底部の略中央部に集まるように、構成される、
請求項２に記載の紫外線照射モジュール。
【請求項４】
前記吐出口は、前記底部から所定の高さの位置に設けられる、
請求項２又は３に記載の紫外線照射モジュール。
【請求項５】
前記注入部及び前記排出部の少なくとも一方は、前記外側筒状体の延伸方向に沿った中心軸から所定の距離だけオフセットされて設けられる、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の紫外線照射モジュール。
【請求項６】
前記排出口は、前記他端部の近傍に、前記内側筒状体の周に沿って設けられる、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の紫外線照射モジュール。
【請求項７】
前記内側筒状体の前記内部空間を形成する面は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）加工されている、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の紫外線照射モジュール。
【請求項８】
前記内側筒状体の前記他端部に、前記内部空間を密封し、前記紫外線発光素子から照射された紫外線光を透過する透光部材を更に備える、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の紫外線照射モジュール。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、紫外線照射モジュールに関し、特に、流体に対して紫外線を照射する紫外線照射モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従前より、水等の流体中の病原性のウィルスや菌等を不活化し殺菌するために、管路内を流れる流体に紫外線を照射する技術を用いた製品が知られている（本開示では、ウィルスや菌等を「ウィルス等」と総称するものとし、ウィルス等を不活化し又は殺菌することを「ウィルス等を不活化する」と称するものとする。）。
【０００３】
例えば、下記特許文献１は、長手方向に延びる筒状の処理流路を形成する内筒と、内筒の一端側の開口部を介して処理流路と連通する流入側整流室と、流入側整流室に対象物を流入する流入部と、処理流路を通過した対象物を内筒の他端側から流出させる流出部と、内筒の他端側の開口部に面して設けられ、処理流路を通過する対象物に向けて長手方向に沿って紫外光を照射する発光素子とを備えた流体殺菌モジュールを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１９−１８７６５８公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された上記従来の流体殺菌モジュールでは、流入部から流入側整流室に流入した流体は、整流板の開口孔を介して、内筒に流入することによって、発光素子から出射される紫外線に晒される。しかしながら、この流体殺菌モジュールでは、流入側整流室と整流板との間に十分な空間が確保されていないため、流体が十分に整流されずに内筒内で不規則な流れを作り、これによって、紫外線の照射にムラが生じ、ウィルス等の不活化の効果が限定的になるという問題があった。
【０００６】
そこで、本考案は、内筒に流入する流体にムラなく紫外線を照射して、ウィルス等を効果的に不活化することができる紫外線照射モジュールを提供することを目的としている。
【０００７】
より具体的には、本考案は、内筒に流入する流体が十分に整流される構造を提案し、これにより、ウィルス等を効果的に不活化することができる紫外線照射モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本考案は、以下に示す考案特定事項乃至は技術的特徴を含んで構成される。
【０００９】
ある観点に従う本考案は、外側筒状体と、前記外側筒状体の内壁面との間に空間が形成されるように、前記外側筒状体の内部に収容された内側筒状体と、前記空間を流入空間と排出空間とに区画する区画部材と、前記流入空間に連通し、前記流入空間に流体を注入するための注入部と、前記排出空間に連通し、前記排出空間から前記流体を排出するための排出部と、前記内側筒状体の一端部に設けられ、複数の穿孔が形成された穿孔板と、前記穿孔板を介して前記内側筒状体の内部空間に連通するチャンバと、前記内側筒状体の他端部に配置され、前記内部空間に向けて紫外線光を出射する紫外線発光素子と、前記内側筒状体は、前記内部空間と前記排出空間とを連通する排出口を有する紫外線照射モジュールである。そして、前記チャンバは、前記流入空間に連通し、前記流入空間内の前記流体を所定の方向に誘導する複数の誘導流路を有する。
【００１０】
ここで、前記複数の誘導流路のそれぞれは、前記チャンバの底部の略中央部に向かって前記流体が吐出するように形成された吐出口を有する。すなわち、前記複数の誘導流路のそれぞれは、その延伸方向が前記チャンバの底部の略中央部に集まるように、構成される。したがって、前記吐出口は、前記底部から所定の高さの位置に設けられる。
【００１１】
また、前記注入部及び前記排出部の少なくとも一方は、前記外側筒状体の延伸方向に沿った中心軸から所定の距離だけオフセットされて設けられる。
【００１２】
また、前記排出口は、前記他端部の近傍に、前記内側筒状体の周に沿って設けられる。
【００１３】
また、前記内側筒状体の前記内部空間を形成する面は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）加工されている。
【００１４】
また、前記内側筒状体の前記他端部に、前記内部空間を密封し、前記紫外線発光素子から照射された紫外線光を透過する透光部材を更に備える。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、内筒に流入する流体が十分に整流され、ムラなく紫外線を照射することができ、これにより、ウィルス等を効果的に不活化することができるようになる。
【００１６】
本考案の他の技術的特徴、目的、及び作用効果乃至は利点は、添付した図面を参照して説明される以下の実施形態により明らかにされる。本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示す平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示すＩＩＩ−ＩＩＩ縦断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示すＩＩＩ−ＩＩＩ部分断面図である。
【図４】図４は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示すＩＶ−ＩＶ切断面での上側横断面図である。
【図５】図５は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示すＩＶ−ＩＶ切断面での下側横断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本考案の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本考案は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（例えば各実施形態を組み合わせる等）して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。
【００１９】
図１は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの外観を示す斜視図である。また、図２は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示す平面図である。更に、図３Ａは、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示すＩＩＩ−ＩＩＩ切断面（図１参照）での縦断面図であり、図３Ｂは、同ＩＩＩ−ＩＩＩ切断面での部分縦断面図である。また、図４は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示すＩＶ−ＩＶ切断面での上側横断面図であり、図５は、本考案の一実施形態に係る紫外線照射モジュールの一例を示すＩＶ−ＩＶ切断面での下側横断面図である。以下では、便宜上、紫外線照射モジュール１の高さ方向（長手方向）をＺ軸方向として定義し、Ｚ軸方向に直交する軸方向をそれぞれＸ及びＹ方向と定義する。
【００２０】
これらの図に示されるように、本実施形態の紫外線照射モジュール１は、概略的には、例えば、外側筒状体１０と、内側筒状体１１と、区画部材１２と、注入部１３と、排出部１４と、穿孔板１５と、チャンバ１６と、紫外線発光素子１７と、回路基板１８とを含み構成される。
【００２１】
外側筒状体１０は、その本体部分に例えば２つの管継手が設けられた有底の略円筒形状の筒状体であり、紫外線照射モジュール１の外観形状を略規定している（図１参照）。２つの管継手の一方は、紫外線照射処理の対象となる水等の流体を注入するための注入部１３であり、他方は、紫外線照射処理が施された該流体を排出するための排出部１４である。本例の紫外線照射モジュール１では、注入部１３及び排出部１４は、外側筒状体１０の延伸方向（長手方向）に沿った中心軸から所定の距離だけオフセットされて設けられている（図２参照）。
【００２２】
また、外側筒状体１０は、その内部に内側筒状体１１を収容し、外側筒状体１０の内壁面と内側筒状体１１の外壁面との間に空間（間隙）が形成されている。つまり、紫外線照射モジュール１は、二重の筒構造を有している。また、外側筒状体１０の一端部と内側筒状体１１の一端部との間には、チャンバ１６が形成されている（図３Ａ参照）。一方、外側筒状体１０の他端部は、封止部１９が取り付け可能に構成されている。
【００２３】
封止部１９は、外側筒状体１０の他端部における開口部を封止するための部材であり、同時に、内側筒状体１１の他端部における開口部をも封止するように構成されている。封止部１９は、例えば結合部１９１とヘッド部１９２とを含み構成され、結合部１９１が外側筒状体１０の他端部に例えば螺合することにより、封止部１９は外側筒状体１０に密着結合する。本例では、封止部１９は、本体部分よりも径が大きく形成されているが、これに限られず、封止部１９は本体部分と同じ径であっても良い。ヘッド部１９２は、結合部１９１の螺合に際して、治具（図示せず）が把持し易いように、例えば多角形（本例では八角形）に形成されている（図２参照）。また、ヘッド部１９２には、回路基板１８に電力を供給するための端子電極２０（本例では３端子）が設けられている。
【００２４】
封止部１９は、その内部に、紫外線発光素子１７と、これを発光制御するための回路基板１８を収容する。また、封止部１９は、紫外線発光素子１７の出射面の前方に対向して設けられる透光部材２１と、シール部材２２，２２’と、環状部材２３とを含む。透光部材２１は、例えば石英ガラスからなるが、これに限られず、紫外線を透光可能な材料（例えば透光性樹脂材料）であっても良い。シール部材２２，２２’は、例えば弾性Ｏリングである。環状部材２３は、例えばＳＵＳ（Steel Use Stainless）鋼からなり、外側筒状体１０及び内側筒状体１１のそれぞれの他端部に当接する。シール部材２２は、透光部材２１と環状部材２３との間に設けられる一方、シール部材２２’は、環状部材２３と外側筒状体１０との間に設けられる。
【００２５】
このような封止部１９が外側筒状体１０に螺合すると、外側筒状体１０の内壁面と内側筒状体１１の外壁面との間に形成される空間及び内側筒状体１１の内部空間２４が封止され、水密の状態に保たれる。
【００２６】
区画部材１２は、外側筒状体１０とその内部に収容された内側筒状体１１との間に形成された空間を流入空間２５と排出空間２６とに区画する環状の弾性部材である（図３参照）。区画部材１２は、例えばゴムやシリコン樹脂等からなる。区画部材１２は、内側筒状体１１の周方向に形成された溝部に嵌合した状態で、内側筒状体１１が外側筒状体１０内に嵌装されると、区画部材１２のリッジ部分が外側筒状体１０に形成された溝部に嵌合し、これにより、該空間は、流入空間２５と排出空間２６とに水密に区画分割される。
【００２７】
内側筒状体１１は、紫外線照射処理の対象となる流体の流路となる内部空間２４を有する略円筒形状の筒状体である。内側筒状体１１は、紫外線反射材料を含み構成される。紫外線反射材料は、例えば内部空間２４を規定する内側筒状体１１の内壁面上に塗布されたものであっても良い。紫外線反射材料は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）樹脂材料からなるが、これに限られない。ＰＴＦＥ樹脂等は、流体等に含まれる不純物質等の付着を抑制することができるため有利である。或いは、内側筒状体１１自体が、ＰＴＦＥ樹脂等からなるものであっても良い。
【００２８】
内側筒状体１１の一端部の開口部には、複数の穿孔１５ａが設けられた穿孔板１５が設けられ（図４参照）、これにより、内側筒状体１１の内部空間２４は、穿孔板１５を介して、チャンバ１６と連通している（図３Ａ参照）。各穿孔の径は、同一であっても良いし、異なっていても良いが、流体の流れを整流し得るように適宜に選択される。穿孔板１５は、例えば、内側筒状体１１と同じ材料からなるが、これに限られない。また、穿孔板１５は、紫外線反射材料を含み構成されても良い。穿孔板１５が紫外線反射特性を有することにより、紫外線発光素子１７から出射された紫外線を効率よく反射し、ウィルス等の不活化に寄与することになる。
【００２９】
一方、内側筒状体１１の他端部の開口部近傍には、その周壁に沿って複数の排出口２７が形成され（本例では８個）、これにより、内部空間２４は、外側筒状体１０と内側筒状体１１との間に形成された排出空間２６に連通し、内部空間２４の流体は排出空間２６に排出されるようになっている。
【００３０】
チャンバ１６は、流入空間２５と内部空間２４との間に形成された、有底の略円筒形状の空間であり、複数の誘導流路２８を介して、流入空間２５と連通している（図３Ａ及び３Ｂ参照）。誘導流路２８は、取込口２８１から取り込まれた流体を誘導し、吐出口２８２からチャンバ１６内に吐出するための流路である。本例では、吐出口２８２は、チャンバ１６の底部から所定の高さｈだけ離れた位置に形成され、取込口２８１は、吐出口２８２よりも更に高い位置に形成されている。したがって、誘導流路２８の少なくとも一部分は、半径方向に傾斜して（すなわち、底部の略中央部に向かって）形成され、誘導流路２８内を誘導され流下した流体は、吐出口２８２からチャンバ１６の底部の略中央部に向かって吐出される。
【００３１】
紫外線発光素子１７は、外側筒状体１０のヘッド部１９２内に収容され、透光部材２１を介して、内側筒状体１１の内部空間２４に向けて所定波長の紫外線を出射する。本例では、紫外線発光素子１７は、除菌・殺菌、カビやウィルス等の不活化等の観点から、例えば２２０〜３００ｎｍの波長、好ましくは２６５ｎｍ近傍の波長の紫外線を出射するＵＶＣ−ＬＥＤである。本例では、２つの紫外線発光素子１７が設けられた構成であるが、これに限られず、１つの紫外線発光素子１７のみが設けられた構成であっても良いし、３つ以上であっても良い。また、波長の異なるいくつかの紫外線発光素子１７が設けられた構成であっても良い。紫外線発光素子１７は、ヘッド部１９２内に設けられた回路基板１８に電気的に接続され、回路基板１８により発光が制御される。
【００３２】
次に、以上のように構成された紫外線照射モジュール１による流体の紫外線照射処理について説明する。紫外線照射モジュール１は、流体の搬送管の所定の箇所に挿入接続される。
【００３３】
搬送管内を所定の水圧で流れる流体は、まず、注入部１３から流入空間２５に順次に流入し、複数の取込口２８１のそれぞれから誘導流路２８に取り込まれる。次に、流体は、誘導流路２８内を誘導されて流下し、吐出口２８２からチャンバ１６内に吐出される。誘導流路２８は、半径方向下方に傾斜して形成されているため、吐出口２８２から吐出される流体は、チャンバ１６の底部の略中央部に向けて吐出され、チャンバ１６内で均一な渦流を作り、混合される。
【００３４】
続いて、チャンバ１６内の流体は、内側筒状体１１の一端部に設けられた穿孔板１５の穿孔を通って、内側筒状体１１の内部空間２４に流入し、内部空間２４を排出口２７に向けて移動する。内部空間２４を移動する流体は、紫外線発光素子１７から出射された紫外線の照射を受ける。このとき、内部空間２４の内壁は紫外線反射材料で覆われているため、効率よく紫外線を反射し、内部空間２４内を隈なく照射する。これにより、流体中に含まれるウィルス等は効率的に不活化されることになる。内部空間２４を移動した流体は、内側筒状体１１の他端部に形成された排出口２７から排出空間２６に排出され、更に、排出部１４から排出される。
【００３５】
以上のとおり、本実施形態によれば、内側筒状体１１の内部空間２４に流入する流体にムラなく紫外線を照射して、ウィルス等を効果的に不活化することができる。とりわけ、本実施形態によれば、流体は、誘導流路２８を通って、チャンバ１６の略中央部に向けて、吐出口２８２から吐出されるので、チャンバ１６内で均一に分散され、更に、穿孔板１５の穿孔を通ることで、十分に整流され、また、内側筒状体１１内での紫外線の反射とも相俟って、紫外線がムラなく照射されることになる。
【００３６】
なお、本開示では、紫外線照射モジュール１は、水等の流体に対して紫外線照射処理を行うものとしたが、これに限られず、空気やエアロゾル等の気体であっても良い。
【００３７】
上記各実施形態は、本考案を説明するための例示であり、本考案をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本考案は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。
【００３８】
また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ（技術的事項）を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本考案の要旨に含まれる。
【符号の説明】
【００３９】
１…紫外線照射モジュール
１０…外側筒状体
１１…内側筒状体
１２…区画部材
１３…注入部
１４…排出部
１５…穿孔板
１６…チャンバ
１７…紫外線発光素子
１８…回路基板
１９…封止部
１９１…結合部
１９２…ヘッド部
２０…端子電極
２１…透光部材
２２，２２’…シール部材
２３…環状部材
２４…内部空間
２５…流入空間
２６…排出空間
２７…排出口
２８…誘導流路
２８１…取込口
２８２…吐出口
【図１】
0003229501.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
0003229501.tif 000007
【図５】
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